第1章可编程控制器的组成及工作原理

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1、第3章可编程控制器组成与 工作原理本章主要内容可编程控制器的组成可编程控制器的工作原理可编程控制器的编程语言1§3-1可编程控制器的组成中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出电路、外部设备接口、电源几大部分组成.2一、中央处理单元(CPU)1)通用微处理器(如:8080、8086等);2)单片微处理器(如Intel公司的MCS51/96系列单片机);3)位片式微处理器(如AM2900、AM2901、AM2903型位片式微处理器)。通过并行联结构成任意字长的一种微处理器。小型PLC为8位微处理器;中型PLC多采用16位微处理器。PLC的档次越高,微处理器的

2、位数越多、运算速度越快、功能越强。3CPU的主要功能:(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。(2)以扫描方式接收来自输入单元的输入变量、状态数据,并存入相应的数据存储区(输入映像寄存器)。(3)利用错误校验技术自诊断。(4)执行用户程序,完成各种数据的处理、传输和存储,并根据数据处理结果,刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容,产生相应的内部控制信号,以完成用户指令规定的各种操作。(5)响应各种外围设备(如编程器、打印机等)的请求。4二、存储器1.存储器种类(1)系统存储器,存放系统管理程序。(2)用户存储器,存放用户编制的控制程序

3、。52.常用存储器(1)RAM:随机存储器,又叫读/写存储器。它是易失性的存储器,将它的电源断开后,存储的信息将会丢失。特点:速度快、密度高、价格低、功耗低、价格便宜、改写方便。为了在关断可编程控制器外部电源后,保存RAM中的用户程序和某些数据,为RAM配备了一个锂电池,用锂电池供电(锂电池寿命一般为2~10年(空载)带载:2~5年)。(2)ROM:只读存储器,内容只能读出,不能写入。它是非易失性的,它的电源消失后,仍能保存储存的内容。通常用于存放可编程控制器的系统程序。6(3)EPROM:紫外线可擦除的只读存储器。非易失性的,用户程序调试好后,可用厂家提

4、供的EPROM写入器或编程器将它写入(固化)EPROM,以防止偶然原因遭到败坏。用紫外线照射芯片上的透镜窗口,可以擦除已写入的内容,再重新写入新内容。现已很少使用EPROM。(4)EEPROM(或写成E2PROM):电擦除的只读存储器。它是非易失性的,但是可以用编程器对它进行编程,兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取的优点,但是它比RAM和EPROM的价格高一些,写入信息所需的时间比RAM长。可以用电擦除已写入的内容,再重新写入新内容。7三、输入输出模块(I/O单元)输入模块作用:用来接收和采集输入信号。输入信号有两类:一类是开关量输入信号,如按钮开关、

5、行程开关、数字拨码开关、接近开关、光电开关、压力继电器等。另一类是模拟量输入信号,如电位器、热电、测速电机、各种变送器送来的连续变化的模拟量输入信号。8输出模块的作用:是接收中央处理器处理过的数字信号,并把它转换成现场的执行部件能接收的信号,用来控制接触器、电磁阀、调节阀、调速装置等,控制的另一类负载是指示灯、数字显示器和报警装置等。提高抗干扰能力:一般的输入/输出单元都有光电隔离装置。在数字量I/O模块中广泛采用由发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器,在模拟量I/O模块中通常采用隔离放大器。9(1)开关量I/O模块的外部接线方式开关量I/O模块的外部接

6、线方式有汇点式、分组式和分隔式注意:开关量I/O模块的点数一般是2的n次方,如4、8、16点10(2)输入接口电路PLC的输入电路有:直流输入、交直流输入。1112(3)输出接口电路继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出输出电流典型值为0.5~2A,负载电源由外部现场提供。13继电器输出特点:有触点式输出,带载能力强,但相应速度慢。14晶闸管输出特点:无触点输出,响应速度快。只能带交流负载。15(3)晶体管输出特点:无触点输出,相应速度快,只能带直流负载164.特殊功能模块(1)模拟量输入输出模块;输出信号可以是电压或电流;可以是单极性的如0~5V、0~10V

7、、1~5V、4~20mA,也可以是双极性的如±5V、±10V和±20mA,模块一般可输入多种量程的电流或电压174.特殊功能模块(2)高速计数模块;(3)PID过程控制模块;(4)运动控制模块:常用于数控技术方面;(5)中断输入模块与快速响应模块:用于快速响应的控制系统;(6)通信模块。18四、电源单元PLC的供电电源是一般的市电,允许电源电压在额定值的+10%~-15%的范围内波动,内部有一个稳压电源。也有用直流24V供电的。另外PLC还有24VDC输出,用于对外部传感器供电。19五.外部设备接口是可编程控制器主机实现人-机对话、机-机对话的通道20六.

8、输入输出扩展单元当用户所需的输入输出点数或类型超出主机输入输出单元

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